动态模拟试验装置的回顾与展望（三）

本文发表于《2020年中国工业水大会》，由于篇幅较长，前后分3次分享给大家，截止目前为止，已分享完毕。

3.4 沉积速率的测量

在沉积速率测量上，目前的方法为采用重量法对沉积在管壁上的污垢进行定量。沉积物的总量占试管本身的重量通常远低于0.1%，测定精度是困扰用户的一问题。垢重测量的精确受到很多因素的影响，如试管测试前后的干燥处理，长试管称量时无法密闭精密称量仓等。即使用万分之一天平的称量，其精度也收到周边是否有外界震动、气流扰动等因素的严重影响。下表是某一动态模拟报告给出的重量数据，精确到0.1mg，其数据的有效性值得商榷。

  表1.某动态模拟的称重数据

为此，我们提出一种可行的方法。在动态模拟结束后，加纯水清洗，再利用装置调整pH进行循环酸洗，检测清洗水样中钙镁离子浓度，即可推算相应的垢样重量。这一方法监测精度高，操作方便，特别适用于沉积物总量低的情况。

3.5 仪表可靠性

很多用户对使用过程中传感器的可靠性的表示担忧，经常发生传感器故障丢失数据，并造成试验者延长，甚至不得不重新开始试验。自2008年标准颁布以来，传感检测技术已经发生了翻天覆地的变化，但动态模拟试验的方法标准尚未进行再次修订，商业化产品也没有进行设计更新，急需解决这些动态模拟试验中的制约因素。

图6. 下一代动态模拟装置应达到的性能示例

4【展望】

经过以上的回顾和探讨，自然也就引出了对于下一代动态模拟试验装置所应该具备的技术指标与功能特点。

第一，需要有更加范围宽广和方式灵活的热交换强度的调节能力。从这个角度出发，采用水浴或油浴加热要比常压蒸汽加热灵活很多，完全可以根据用户现场的实际工况控制热介质侧的温度。同时由于水浴或油浴的温度可以采用精密的电子加热控制，冷却塔进出口温差进行控制精度应优于±0.1°C。

第二，除了传统的pH和电导率，一批新型的在线式传感器已经进入了实用阶段，如在线荧光药剂浓度传感器、在线的瞬时腐蚀速率传感器、在线式浊度、碱度、硬度、氯离子等。利用最新的在线水质监测仪器，可以取代每两小时取样的繁琐操作，实现真正意义上的无人值守，也最大限度地减少人为误差与干扰。

第三，应该充分利用最新的传感与控制技术，把整个系统过程中最重要三个指标控制起来。包括通过电导率控制浓缩倍数，通过药剂浓度传感器控制药剂投加，通过pH计控制加酸。当这几个要素得以精准控制时，缓蚀和阻垢评估结果才会变得可重现起来。

第四，鉴于实时流量对于污垢热阻测量的重要性，应使用电磁流量计等监测技术并通过变频驱动等新技术对换热流量进行反馈控制。不能停留在仅仅保证试验初始条件下的流量精度，而是保证试验全过程中流量精确与平稳。

第五，大幅度提高装置稳定性和可靠性，确保设备在试验期间不发生重大故障。缩小装置体积减轻重量，使之可运输到用户现场，用实际的补水，在实际气候条件下进行动态试验。

第六，紧跟工业水处理现状，实现多种水源、动态配比的混合试验，模拟大范围动态调整，如现场大排大补等过程。这对于科研机构非常重要，是一个急需的研究与实现方向。

第七，大幅度降低设备的使用成本，通过提升加热效效率降低电费；实现完全无人操作，节省人力成本；减少试验使用水量，降低运输物流成本。

参考文献

1.罗基煌，冷却水处理精要，【台湾】知音出版社，1982年6月出版

2.HG/T 2160冷却水动态模拟试验方法，化工工业出版社，2008年9月

3.GB/T 50050-2017工业循环冷却水处理设计规范，2017